一種簡易型地下水恆位補償蒸滲儀的製作方法

2023-06-01 20:13:06

本實用新型涉及土壤數據測量裝置領域，具體涉及一種簡易型地下水恆位補償蒸滲儀。

背景技術：

蒸滲儀供水方式分為地表供水和地下供水，地表供水蒸滲儀結構簡單，可依據土壤水分狀況控制供水，直接測定水分供給量、土壤貯水量及土壤滲漏量。大部分蒸滲儀屬地下供水方式，通過蒸滲儀底部貯水層，利用土壤毛管力將水分運到植物根部供其吸收利用，蒸滲儀地下供水是模擬植物生長的恆定地下水而設定的，因此蒸滲儀貯水層恆位補水是監測植物水分動態的關鍵所在。

現有技術中，稱重式蒸滲儀應用較為廣泛，通過重力、壓力和位移的變化精確測定作物的蒸散量，其稱重系統不僅結構複雜、造價昂貴，同時利用傳感器來控制記錄蒸滲儀水位高度的變化，易受水面波動的影響，傳感器採集的數據還可能存在一定的誤差。而傳統的測坑式非稱重式蒸滲儀，大部分均基於馬利奧特瓶原理，控制水頭來調節測坑的供排水量，存在較長時間的補水、調壓的過程，勢必影響蒸滲儀所需水分的及時補給。

且目前應用於蒸滲儀的水位調控裝置包括電子類與機械類控制較為普遍。電子類水位控制可通過傳感器監測水位動態並做出相應補水指令，或者設置不同的水位，監測水位控制極並啟動開關電路使中間繼電器動作完成補水操作，電子類水位調控裝置結構簡單，動作可靠，但需要穩定的液面環境。機械類水位控制常見有浮球帶動水位控制閥調整供水量，或者採用馬氏瓶原理控制水頭來調節供排水量，或者依靠氣壓實現自動補水並控制水位。機械類水位控制不需電源可實現自動補水，適用範圍廣，但水位調控裝置固定及其密封性是限制水位控制精度的主要因素，其維護頻率較高。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種簡易型地下水恆位補償蒸滲儀，該蒸滲儀能夠保證蒸滲試驗的水分供給，實現恆定水位調控及其供排水計量，調控水位穩定，補水及時，計量精度高，且結構簡單，成本較低。

本實用新型的目的通過以下技術方案來具體實現：

一種簡易型地下水恆位補償蒸滲儀，包括供水計量裝置、水位調控裝置及蒸滲試驗池，所述供水計量裝置通過導流管與水位調控裝置連接，所述水位調控裝置通過聯通管與蒸滲試驗池的進水口連接；

所述供水計量裝置包括帶刻度線的馬氏瓶、供水管及溢水管，所述供水管及溢水管均與馬氏瓶相連通，所述溢水管的上埠與馬氏瓶刻度線的最高刻度平齊，所述導流管的上埠與馬氏瓶刻度線的最低刻度平齊；

所述水位調控裝置包括控水瓶及通氣管，所述通氣管將控水瓶與外界連通；在所述控水瓶上設置有調壓水位線，所述導流管的下埠與調壓水位線平齊；

所述蒸滲試驗池上部為回填土，下部為貯水層，回填土與貯水層的交界處為恆定水位線。

進一步的，所述蒸滲試驗池上恆定水位線的上緣處連通有溢流管。

進一步的，所述蒸滲試驗池的進水口位於貯水層的下緣。

進一步的，所述供水管、溢水管及導流管上對應設置有供水閥、溢水閥及導流閥。

本實用新型一種簡易型地下水恆位補償蒸滲儀，該蒸滲儀包括依次連通的供水計量裝置、水位調控裝置和蒸滲試驗池；供水計量裝置的溢水管上口端及導流管上口端分別與馬氏瓶刻度線上的最高刻度及最低刻度平齊，使實際供水水位始終位於馬氏瓶刻度線範圍內，直接讀數得到供水量；同時，導流管下埠與調壓水位線平齊，蒸滲耗水過程中控水瓶中的實際水位與蒸滲試驗池實際水位同時下降，致使導流管下埠暴露於大氣中實現自動補水，補水過程中控水瓶中的實際水位與蒸滲試驗池實際水位同時上升，使導流管下埠侵入到調壓水位線所在平面內，形成密閉系統而終止補水；本實用新型保證了蒸滲試驗的水分供給，並實現恆定水位調控及其供排水計量，調控水位穩定，補水及時，計量準確，不受液面環境等因素的限制，且結構簡單，成本較低。

附圖說明

下面根據附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1是本實用新型一種簡易型地下水恆位補償蒸滲儀的結構示意圖。

圖中：1-供水計量裝置；11-馬氏瓶；12-供水管；13-溢水管；14-刻度線；15-最高水位；16-最低水位；17-馬氏瓶塞；18-供水閥；19-溢水閥；2-水位調控裝置；21-控水瓶；22-通氣管；23-調壓水位線；24-控水瓶塞；3-蒸滲試驗池；31-回填土；32-貯水層；33-恆定水位線；34-溢流管；35-蒸滲面；4-導流管；5-聯通管；6-導流閥。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型實施例所述的一種簡易型地下水恆位補償蒸滲儀，包括供水計量裝置1、水位調控裝置2及蒸滲試驗池3，供水計量裝置1通過導流管4與水位調控裝置2 連接，水位調控裝置2通過聯通管5與蒸滲試驗池3的進水口連接；供水計量裝置1包括帶刻度線的馬氏瓶11、供水管12及溢水管13，供水管12及溢水管13均與馬氏瓶11相連通，在馬氏瓶11的瓶口處設置有馬氏瓶塞17，供水管12安裝在馬氏瓶塞17上，溢水管13的上埠與馬氏瓶刻度線14的最高刻度平齊，溢水管13的下埠豎直延伸出馬氏瓶11，導流管4的上埠與馬氏瓶刻度線14的最低刻度平齊；刻度線14的最高刻度及最低刻度對應為馬氏瓶11的最高水位15及最低水位16；水位調控裝置2包括控水瓶21及通氣管22，通氣管22將控水瓶21與外界連通；在控水瓶21的瓶口處設置有控水瓶塞24，通氣管22及導流管4均安裝在控水瓶塞24上，控水瓶21的瓶身上設置有調壓水位線23，導流管4的下埠與調壓水位線23平齊；蒸滲試驗池3上部為回填土31，下部為貯水層32，回填土31與貯水層32的交界處為恆定水位線33。

回填土31的上表面為蒸滲面35，在供水管12、溢水管13及導流管4上對應設置有供水閥18、溢水閥19及導流閥6。

本實用新型在安裝使用時，首先打開溢水閥19和供水閥18向馬氏瓶11供水，觀察供水水位達到最高水位15時關閉供水閥18，如供水水位稍高於最高水位15，則多餘的水可通過溢水閥13溢流排出，同時導流管4埠設置在馬氏瓶11的最低水位16上，保證了供水計量水位始終保持在馬氏瓶11刻度內，從而達到供水計量的目的；馬氏瓶11供水完畢後，關閉溢水閥19，同時打開導流閥6，向控水瓶21供水，控水瓶21與蒸滲試驗池3通過聯通管5連接形成聯通器，如供水水位未達到控水瓶21調壓水位線23時，導流管4底口高於實際水位面，並暴露於大氣中而正常供水，隨著不斷的供水，水位逐步上升，當水位達到控水瓶調壓水位線23時，導流管4底口侵入到調壓水位面內形成密閉系統，馬氏瓶11補水停止，使蒸滲試驗池3供水水位保持在恆定水位線33上；蒸滲試驗池3植物生長消耗水分後，水位下降，導流管4底口暴露於大氣中，供水計量裝置1恢復正常供水，使水位恢復到調壓水位線23上。保證了蒸滲試驗的水分供給，並實現恆定水位調控，調控水位穩定，補水及時。

馬氏瓶11每次補水時，首先關閉導流閥6，記錄馬氏瓶11內水位的讀數，其讀數為相鄰補水時間段的供水量，補水時需打開溢水閥19和供水閥18，加水至最高水位，再關閉供水閥18和溢水閥19，打開導流閥6進行供水。

一種優選的實施方式，在蒸滲試驗池3上恆定水位線33的上緣處開設有溢流口，在溢流口處連通有溢流管34，如降水或滲漏導致蒸滲試驗池3水位高於恆定水位線33時，溢流口溢出多餘的水分，經溢流管34排出並進行計量。

在具體操作時，蒸滲試驗池3的進水口位於貯水層32的下緣，使得蒸滲儀的結構更為優化。

本實用新型保證了蒸滲試驗的水分供給，並實現恆定水位調控及其供排水計量，調控水位穩定，補水及時，計量準確，不受液面環境等因素的限制，且結構簡單，成本(設備成本及維護成本)較低，易於推廣使用。

最後應說明的是：以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行調節，或者對其中部分技術特徵進行等同替換，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。